KR20230161198A - 회전로 반응기, 이를 포함하는 폐고체 처리시스템 및 폐고체 처리공정 - Google Patents
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Abstract
본 명세서는 회전로 반응기, 이를 포함하는 폐고체 처리시스템 및 폐고체 처리공정에 관한 것이다.
Description
본 명세서는 회전로 반응기, 이를 포함하는 폐고체 처리시스템 및 폐고체 처리공정에 관한 것이다.
본 명세서는 산업 폐기물 소각로에 사용되는 로터리 킬른, 석회 소성로 또는 시멘트 킬른에 사용되는 로터리 킬른, 합금철 제조 설비에 사용되는 로터리 킬른, 금속 정련용 전처리에 사용되는 로터리 킬른식 배소로, 건류나 가스화에 사용되는 로터리 킬른, 무기물이나 코크스의 소성에 이용되는 로터리 킬른식이나 소로, 로터리 쿨러, 로터리 드라이어 등의 회전체와 그 주위에 배치된 지지부를 포함하는 회전체 반응기에 관한 것이다.
로터리 킬른은 회전체와 이를 양 단부에 구비된 지지부를 포함하여 설치되고, 회전하는 회전체 일단부로부터 내용물을 공급받고 상기 내용물에 열을 가한 후 타단부로 배출된다.
상기 회전체 내로 투입된 내용물은 열이 가해지면서 열분해되어 부생가스가 발생하며 이러한 부생가스의 이동 및 배출을 유도하기 위한 가스가 회전체 내에 주입된다.
일반적으로 부생가스의 이동 및 배출을 유도하기 위한 가스는 내용물이 공급되면서 함께 주입되거나, 내용물이 공급되는 일단부 측에서 상기 회전체의 길이방향으로 별도 가스 주입구를 통해 주입된다.
이러한 경우, 회전체와 지지부 사이의 결합부분에서 주입된 가스 및 부생가스가 의도치 않게 새는 경우가 발생하여, 내부 가스가 회전체와 지지부 사이의 결합부분으로 누설되지 않도록 방지하는 설비구조가 필요하다.
본 명세서는 회전로 반응기, 이를 포함하는 폐고체 처리시스템 및 폐고체 처리공정을 제공한다.
본 명세서의 일 실시상태는 내부가 빈 회전체, 및
상기 회전체의 외측면의 둘레에 구비되며 상기 회전체를 지지하는 지지부를 포함하며,
상기 회전체는 상기 회전체의 외부로 돌출된 돌출부, 및 상기 회전체의 내부로부터 상기 돌출부의 표면까지 이어지는 통로를 포함하고,
상기 지지부는 가스유입구, 상기 가스유입구로부터 유입된 가스를 수용하는 가스수용부, 상기 회전체의 돌출부가 상기 회전체의 회전과 함께 회전할 수 있도록 상기 회전체에 대향하는 면에 구비된 돌출부 이동 라인, 및 상기 가스수용부로부터 상기 돌출부 이동 라인까지 관통된 관통홀을 포함하며,
상기 회전체의 돌출부가 상기 돌출부 이동 라인을 따라 회전하면서, 상기 회전체의 통로와 상기 관통홀이 연결될 때 상기 가스수용부에 수용된 가스가 상기 통로를 통해 상기 회전체 내부로 이동하는 것인 회전로 반응기를 제공한다.
본 명세서의 다른 실시상태에 따른 회전로 반응기의 상기 지지부는, 상기 가스유입구로부터 상기 가스수용부까지 유입된 가스가 지나는 유로 중 어느 한 곳에, 상기 가스수용부에 유입된 가스가 상기 가스유입구로 역류하지 않도록 구비된 체크밸브를 더 포함할 수 있다.
본 명세서의 다른 실시상태에 따른 회전로 반응기에서, 상기 가스수용부 내 수용된 가스의 압력이 상기 회전체의 내부 기체 압력보다 높을 수 있다. 이때, 상기 가스수용부 내 수용된 가스의 압력은 상기 회전체의 내부 기체 압력보다 0 bar 초과 10 bar 이하로 높을 수 있다.
본 명세서의 다른 실시상태에 따른 회전로 반응기는 상기 가스수용부 내 수용된 가스의 압력을 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.
본 명세서의 다른 실시상태에 따른 회전로 반응기에서, 상기 회전체의 회전 속도는 0 Hz 초과 300 Hz 이하일 수 있다.
본 명세서의 다른 실시상태에 따른 회전로 반응기에서, 상기 지지부는, 상기 지지부의 내측에, 상기 회전체의 외측면의 둘레에 따라 구비된 지지링을 더 포함하고, 상기 지지링의 두께 방향을 따라 상기 관통홀이 형성할 수 있다.
본 명세서의 다른 실시상태에 따른 회전로 반응기에서, 상기 관통홀은 1개 이상 구비할 수 있다.
본 명세서의 다른 실시상태에 따른 회전로 반응기에서, 상기 통로는 상기 회전체의 외측면의 둘레를 따라 1개 이상 구비할 수 있다.
본 명세서의 또 다른 실시상태는 회전로 반응기를 포함하는 폐고체 처리시스템을 제공한다.
본 명세서의 다른 실시상태의 폐고체 처리시스템의 회전로 반응기는 상기 회전로 반응기 내로 공급된 폐고체를 열분해하여 부생가스 및 무해화 시료를 생성할 수 있다.
본 명세서의 다른 실시상태는 내부가 빈 회전체, 및 상기 회전체의 외측면의 둘레에 구비되며 상기 회전체를 지지하는 지지부를 포함하는 회전로 반응기를 사용하는 폐고체 처리공정으로서,
상기 폐고체 처리공정은,
상기 회전로 반응기 내로 폐고체를 공급하는 단계,
상기 공급된 폐고체를 열분해하여 부생가스 및 무해화 시료를 생성하는 단계, 및
상기 지지부로부터 상기 회전체 내로 가스를 공급하여 상기 생성된 부생가스의 흐름을 제어하고 배출시키는 단계를 포함하는 것인 폐고체 처리공정을 제공한다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 내부 가스가 회전체와 지지부 사이의 결합부분으로 누설되지 않도록 방지할 수 있다.
도 1(a)는 종래 기술에 따른 회전로 반응기의 측면도이며, 도 1(b)는 도 1(a)의 A-A'의 단면도이다.
도 2는 종래 기술에 따른 회전로 반응기에서, 가스를 공급하고 공급된 가스가 이동하는 흐름을 표시한 도이다.
도 3은 본 명세서의 일 실시상태에 따른 회전로 반응기에서, 가스를 공급하고 공급된 가스가 이동하는 흐름을 표시한 도이다.
도 4는 본 명세서의 다른 실시상태에 따른 회전로 반응기의 측단면도이다.
도 5는 본 명세서의 또 다른 실시상태에 따른 회전로 반응기의 측단면도이다.
도 6(a)는 본 명세서의 회전로 반응기 내에서, 회전체가 회전할 때 돌출부의 통로가 관통홀과 연결되지 않을 때를 나타낸 것이며, 도 6(b)는 회전체가 회전할 때 돌출부의 통로가 관통홀과 연결될 때를 나타낸 것이다.
도 7(a) 내지 도 7(f)는 각각 돌출부와 통로의 여러 형태를 도시한 단면도이다.
도 8(a) 내지 도 8(f)는 각각 지지링과 관통홀의 여러 형태를 도시한 단면도이다.
도 2는 종래 기술에 따른 회전로 반응기에서, 가스를 공급하고 공급된 가스가 이동하는 흐름을 표시한 도이다.
도 3은 본 명세서의 일 실시상태에 따른 회전로 반응기에서, 가스를 공급하고 공급된 가스가 이동하는 흐름을 표시한 도이다.
도 4는 본 명세서의 다른 실시상태에 따른 회전로 반응기의 측단면도이다.
도 5는 본 명세서의 또 다른 실시상태에 따른 회전로 반응기의 측단면도이다.
도 6(a)는 본 명세서의 회전로 반응기 내에서, 회전체가 회전할 때 돌출부의 통로가 관통홀과 연결되지 않을 때를 나타낸 것이며, 도 6(b)는 회전체가 회전할 때 돌출부의 통로가 관통홀과 연결될 때를 나타낸 것이다.
도 7(a) 내지 도 7(f)는 각각 돌출부와 통로의 여러 형태를 도시한 단면도이다.
도 8(a) 내지 도 8(f)는 각각 지지링과 관통홀의 여러 형태를 도시한 단면도이다.
본 발명에 대한 상세한 설명은 당 업계의 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 완전하게 설명하기 위한 것이다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 “포함”한다고 하거나, 어떤 구조와 형상을 “특징”으로 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하거나 다른 구조와 형상을 배제한다는 것이 아니라, 다른 구성요소, 구조 및 형상을 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예를 제시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 실시예의 의한 발명의 내용을 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
이하에서는 도면을 참고하여 본 발명을 상세히 설명한다. 그러나, 도면은 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명의 범위가 도면에 의하여 한정되는 것은 아니다.
도 1(a)는 종래 기술에 따른 회전로 반응기의 측면도이며, 도 1(b)는 도 1(a)의 A-A'의 단면도이고, 도 2는 종래 기술에 따른 회전로 반응기에서, 가스를 공급하고 공급된 가스가 이동하는 흐름을 표시한 도이다.
고체인 폐고체뿐 아니라, 미세 입자로 부상된 분진 및 회전로 반응기에 유입되기 전 공정에서 생성된 부생가스를 회전체(100) 내로 주입시키기 위한 유동 가스의 이동(a)이 있다. 그러나 회전체 내로 유입 후 내부 공간이 확장되므로, 유동 속도가 줄어들기 때문에, 별도의 가스유입구(210)를 통해 기체의 이동속도를 증가시켜준다.
도 1(a), 도 1(b) 및 도 2와 같이, 종래의 회전로 반응기는 회전체(100) 측면에 가스유입구(210)가 구비된다. 회전체(100) 측면에 구비된 가스유입구(210)를 통해 회전체(100) 내부로 가스가 유입되면, 회전체(100)의 길이방향(b)으로 이동하는 것이 바람직하나 유입된 가스 중 일부가 회전체(100)와 지지부(200)가 결합된 부분(b')으로 누설된다.
반면, 본 명세서의 일 실시상태는 도 3과 같이 회전체(100) 및 상기 회전체(100)를 지지하는 지지부(200)를 포함하며, 상기 지지부(200) 측에 구비된 가스유입구(210)를 통해 가스를 주입하는 회전로 반응기(1)에 관한 것이다. 이와 같이 지지부(200) 측에 구비된 가스유입구(210)를 통해 유입된 가스는 회전체(100)와 지지부(200)가 결합된 부분으로 누설되는 양이 현저히 줄어들면서 회전체(100)의 길이방향(b)으로 이동할 수 있다.
회전로 반응기(1)는 전체적으로 밀폐된 반응기가 아니나, 누설 가능성이 있는 지지부(200)로부터 가스가 유입되어 누설을 방지하며, 이를 통해 유입된 가스는 폐고체와 함께 유입된 유동 가스(a)와 함께 회전체(100)의 길이방향(b)으로 이동한다.
도 4는 본 명세서의 다른 실시상태에 따른 회전로 반응기의 측단면도이며, 도 5는 본 명세서의 또 다른 실시상태에 따른 회전로 반응기의 측단면도이다.
도 4 및 도 5와 같이, 본 명세서의 일 실시상태는 내부가 빈 회전체(100), 및
상기 회전체(100)의 외측면의 둘레에 구비되며 상기 회전체(100)를 지지하는 지지부(200)를 포함하며,
상기 회전체(100)는 상기 회전체(100)의 외부로 돌출된 돌출부(110), 및 상기 회전체(100)의 내부로부터 상기 돌출부(110)의 표면까지 이어지는 통로(120)를 포함하고,
상기 지지부(200)는 가스유입구(210), 상기 가스유입구(210)로부터 유입된 가스를 수용하는 가스수용부(220), 상기 회전체(100)의 돌출부(110)가 상기 회전체(100)의 회전과 함께 회전할 수 있도록 상기 회전체(100)에 대향하는 면에 구비된 돌출부 이동 라인(230), 및 상기 가스수용부(220)로부터 상기 돌출부 이동 라인(230)까지 관통된 관통홀(240)을 포함하는 회전로 반응기(1)를 제공한다.
이때, 상기 회전체(100)의 돌출부(110)가 상기 돌출부 이동 라인(230)을 따라 회전하면서, 상기 회전체(100)의 통로(120)와 상기 관통홀(240)이 연결될 때 상기 가스수용부(220)에 수용된 가스가 상기 통로(120)를 통해 상기 회전체(100) 내부로 이동한다.
본 명세서의 다른 실시상태에 따른 회전로 반응기(1)에서, 상기 지지부(200)는 상기 회전체(100)의 외측면의 둘레에 그랜드 패킹되어 상기 회전체(100)를 지지하면서도 상기 회전체(100)가 회전할 수 있도록 구성되어 있다. 상기 회전체의 외측면의 둘레에 접촉된 지지부의 재질은 특별히 한정하지 않으나 그래파이트 또는 탄소섬유일 수 있다.
본 명세서의 다른 실시상태에 따른 회전로 반응기(1)에서, 상기 지지부(200)는, 상기 지지부(200)의 내측에, 상기 회전체(100)의 외측면의 둘레에 따라 구비된 지지링(270)을 더 포함하고, 상기 지지링(270)의 두께 방향을 따라 상기 관통홀(240)이 형성될 수 있다.
회전체(100)의 통로(120)와 상기 관통홀(240)의 연결여부에 따른 상황을 표현하기 위해, 관통홀(240)이 구비된 지지링(270)과, 통로(120)가 구비된 돌출부(110)를 포함하는 회전체(100)만 분리하여 회전체(100)가 회전한다고 가정하고 도 6(a) 및 도 6(b)에 나타냈다. 도 6(a)는 회전체(100)가 회전할 때 돌출부(110)의 통로(120)가 관통홀(240)과 연결되지 않을 때를 나타낸 것이며, 도 6(b)는 회전체(100)가 회전할 때 돌출부(110)의 통로(120)가 관통홀(240)과 연결될 때를 나타낸 것이다.
상기 돌출부(110)는 회전체(100)의 외부의 일방향으로 돌출된 하나의 돌출부(110)이거나, 2개 이상의 돌출부(110)가 회전체(100)의 둘레를 따라 이격되어 구비되거나, 회전체(100)의 둘레를 따라 연속하여 구비될 수 있다. 구체적으로, 상기 돌출부(110)는, 도 7(a)와 같이 회전체(100)의 외부의 일방향으로 돌출된 하나의 돌출부(110)이거나, 도 7(c)와 같이 회전체(100)의 둘레의 두 점 사이의 호를 따라 연속하여 구비되거나, 도 7(b)와 같이 2개의 돌출부(110)가 회전체(100)의 둘레를 따라 이격되어 구비되거나, 도 7(d) 내지 도 7(f)와 같이 회전체(100)의 둘레를 따라 연속하여 구비될 수 있다.
상기 통로(120)는 회전체(100)의 내부로부터 상기 돌출부(110)의 표면까지 이어진다면 통로(120)의 방향 및 구비형태는 특별히 한정되지 않는다. 상기 통로(120)는 회전체(100)의 내부로부터 상기 돌출부(110)의 표면까지 꺽이지 않고 일직선으로 관통될 수도 있고, 회전체(100)의 내부로부터 상기 돌출부(110)의 표면까지 통로가 휘어지면서 관통될 수 있다.
또한, 상기 통로(120)가 끝나는 돌출부(110)의 표면은 상기 관통홀(240)과 연결될 수 있는 면이다. 관통홀(240)의 관통방향과 수직인 방향의 단면과, 상기 통로(120)가 끝나는 돌출부(110)의 표면에서의 통로의 단면은 서로 형태가 동일하거나 상이하다. 상기 통로(120)가 끝나는 돌출부(110)의 표면에서의 통로(120)의 단면은 원, 다각형, 타원형 등일 수 있다.
본 명세서의 다른 실시상태에 따른 회전로 반응기(1)에서, 상기 통로(120)는 상기 회전체(100)의 외측면의 둘레를 따라 1개 이상, 2개 이상, 3개 이상, 또는 4개 이상 구비될 수 있다. 구체적으로, 상기 통로(120)는 1개, 2개, 3개, 또는 4개 구비될 수 있다. 도 7(a)와 (c)와 같이 1개 구비될 수 있고, 도 7(b) 및 (f)와 같이 2개 구비될 수 있으며, 도 7(d)와 같이 3개 구비될 수 있고, 도 7(e)와 같이 4개 구비될 수 있다.
상기 통로(120)가 2개 이상일 때, 2 이상의 돌출부(100)에 각각 하나의 통로(120)가 구비되거나, 하나의 돌출부(100)에 2개 이상의 통로(120)가 구비될 수 있다. 구체적으로, 도 7(b)와 같이 2 개의 돌출부(100)에 2개의 통로(120)가 구비될 수 있고, 도 7(d) 내지 도 7(f)와 같이 하나의 돌출부(100)에 2개, 3개 또는 4개의 통로(120)가 구비될 수 있다.
통로(120)의 개수, 형태 및 단면적은 회전체(100) 내로 유입시켜야 하는 가스의 양에 따라 결정될 수 있다.
본 명세서의 다른 실시상태에 따른 회전로 반응기(1)에서, 상기 관통홀(240)을 1개 이상, 2개 이상, 3개 이상, 또는 4개 이상 구비할 수 있다. 구체적으로, 상기 관통홀(240)은 1개, 2개, 3개, 또는 4개 구비될 수 있다. 상기 관통홀(240)은, 도 8(a)와 (e)와 같이 1개 구비될 수 있고, 도 8(b) 및 (f)와 같이 2개 구비될 수 있으며, 도 8(c)와 같이 3개 구비될 수 있고, 도 8(d)와 같이 4개 구비될 수 있다.
본 명세서의 다른 실시상태에 따른 회전로 반응기(1)에서, 상기 관통홀(240)의 관통방향과 수직인 방향의 단면 형태는 원, 다각형, 타원형 등일 수 있다. 관통홀의 개수, 형태 및 단면적은 회전체(100) 내로 유입시켜야 하는 가스의 양에 따라 결정될 수 있다.
본 명세서의 다른 실시상태에 따른 회전로 반응기(1)에서, 상기 가스수용부(220) 내 수용된 가스의 압력이 상기 회전체(100)의 내부 기체 압력보다 높을 수 있다. 이때, 상기 가스수용부(220) 내 수용된 가스의 압력은 상기 회전체(100)의 내부 기체 압력보다 0 bar 초과 10 bar 이하로 높을 수 있고, 구체적으로 0 bar 초과 5 bar 이하, 더 구체적으로 0 bar 초과 3 bar 이하일 수 있다. 이때 압력 차이는 차이의 절대값으로, 회전체(100) 내부의 압력이 음압인 경우, 가스수용부(220) 내 수용된 가스의 압력이 음압이 아니라면 가스수용부(220) 내 수용된 가스의 압력은 음압인 회전체(100)의 내부 기체 압력보다 높은 것을 의미하며, 이때에도 압력 차이에 의해 회전체(100) 내부로 가스가 이동한다. 가스수용부(220) 내 수용된 가스의 압력, 상기 회전체(100)의 내부 기체 압력, 및 이들의 차이는 회전체(100) 내로 유입시켜야 하는 가스의 양에 따라 결정될 수 있다.
본 명세서의 다른 실시상태에 따른 회전로 반응기(1)에서, 상기 회전체(100)의 회전 속도는 0 Hz 초과 300 Hz 이하일 수 있고, 구체적으로 O Hz 초과 200 Hz 이하, 더 구체적으로 O Hz 초과 100 Hz 이하일 수 있다. 회전 속도는 회전로 반응기 내로 유입된 폐고체에 가해주는 가열속도에 따라 결정될 수 있다.
본 명세서의 다른 실시상태에 따른 회전로 반응기(1)에서, 상기 회전체(100)가 1회 회전하는 동안, 상기 가스수용부(220)에 수용된 가스가 상기 통로(120)를 통해 상기 회전체(100) 내부로 이동하는 유량(Q)은 하기 식 1로 나타낼 수 있다. 유량은 회전체(100) 내부의 부피, 기체의 유속에 따라 결정되며, 이는 회전로 반응기(1)를 통해 가열되는 폐고체의 종류와 조건에 따라 변경될 수 있다.
[식 1]
Q=A×u
상기 식 1에서, A는 유적(유동체가 이동하는 단면적), u는 유속이다. 이때, 유량의 단위는 대입되는 유적과 유속의 단위에 따라 결정되나, 예를 들면 L/m, cm3/s 또는 m3/s일 수 있다.
상기 식 1에 따른 유량은 0 L/m 이상 500 L/m 이하, 구체적으로 0 L/m 이상 400 L/m 이하, 더 구체적으로 0L/m 이상 300L/m 이하일 수 있다. 유량은 샘플의 특징에 따라 제안 범위가 달라질 수 있고, 장비 내부의 압력 변화에 따라 변동이 가능하다. 절대값 압력 운전 범위에 따라 정지 또는 500L/m 초과 유량 운전도 가능할 수 있다.
본 명세서의 다른 실시상태에 따른 회전로 반응기(1)의 상기 지지부(200)는, 상기 가스유입구(210)로부터 상기 가스수용부(220)까지 유입된 가스가 지나는 유로 중 어느 한 곳에, 상기 가스수용부(220)에 유입된 가스가 상기 가스유입구(210)로 역류하지 않도록 구비된 체크밸브(250)를 더 포함할 수 있다. 체크밸브(250)의 형태는 가스수용부(220)에 유입된 가스가 상기 가스유입구(210)로 역류를 방지할 수 있다면, 특별히 한정되지 않는다.
본 명세서의 다른 실시상태에 따른 회전로 반응기(1)는 상기 가스수용부 내 수용된 가스의 압력을 제어하는 제어부(미도시)를 더 포함할 수 있다. 상기 제어부에 의해 제어되는 가스의 압력은 회전체(100) 내로 유입시켜야 하는 가스의 양에 따라 결정될 수 있다.
본 명세서의 또 다른 실시상태는 상술한 회전로 반응기를 포함하는 폐고체 처리시스템을 제공한다.
본 명세서의 다른 실시상태의 폐고체 처리시스템의 회전로 반응기는 상기 회전로 반응기 내로 공급된 폐고체를 열분해하여 부생가스 및 무해화 시료를 생성할 수 있다.
폐고체 처리시스템은 분쇄 장치를 더 포함한다.
분쇄 장치는 회전로 반응기에 폐고체를 공급하기 전 폐고체를 분쇄하는 구성으로, 폐고체를 입자화할 수 있다.
폐고체는 석유화학공정 부산물로 발생되는 폐수슬러지일 수 있다. 석유화학공정으로부터 유래된 독성 성분은 반응 후반부의 응축공정에서 발생하는 응축수에 섞여 오염 폐수로 배출된다. 이 때 배출되는 폐수랑은 시간당 수십톤 수준이다. 상기 폐수는 합성 과정 및 정제 과정 중에 발생하는 염소계 중질류(Heavies) 물질을 소각후 배출하는 소각로 폐수와 혼합될 수 있다. 소각로 폐수에도 독성 성분이 포함될 수 있다.
일 실시상태에 따르면, 전처리 장치(도시되지 않음)는 독성 폐수에 응집제를 투입하고, 부상조에서 고체와 액체를 분리하고 탈수할 수 있다. 전처리 장치에 의해 전처리된 폐고체에 포함된 독성 성분은 물에 대한 용해도가 매우 낮기 때문에 주로 고상으로 모이게 된다. 따라서, 부상조를 통한 폐수의 처리는 대부분의 독성 성분을 독성 폐고체에 잔류시킬 수 있다. 독성 성분의 폐고체화를 용이하기 위하여, 부상조에서 고체와 액체를 분리하기 전에 폭기 처리, 침전 처리 등을 수행할 수 있다. 또한, 1차 부상 처리 후 추가적인 2차 부상 처리를 할 수 있으며, 이에 의하여 폐수 내 독성 물질의 잔류량을 최소화할 수 있다.
폐고체는 응집된 형태로 제공될 수 있고, 분쇄 장치는 응집한 형태의 폐고체에 물리적인 힘을 가해 폐고체를 분산시키는 구성이다. 따라서, 분쇄 장치는 폐고체의 함수율에는 영향을 주지 않는다.
나아가, 분쇄 장치는 폐고체를 1 mm 내지 50 mm의 입경으로 분쇄할 수 있다. 폐고체 입경이 1 mm 미만이면, 회전로 반응기로 입자 형태의 폐고체가 공급될 때 회전로 반응기 내에서 분진이 발생하게 된다. 따라서, 폐고체가 열분해되어 생성된 무해화 시료의 회수율이 감소하게 되는 문제가 발생하게 된다.
그리고, 폐고체 입경이 50 mm를 초과하면, 폐고체 입자 내부까지 열이 전달되지 않아 열분해 후 배출되는 시료에 독성 물질이 포함될 가능성이 증가하게 된다.
회전로 반응기는 분쇄 장치로부터 입자 형태의 폐고체를 공급받아 열분해하는 구성일 수 있으며, 폐고체가 회전로 반응기 내에 체류하면서 열분해되어 독성이 제거된다. 회전로 반응기를 통해 열분해된 폐고체 입자의 잔류독성을 5,000 pg I-TEQ/g 이하로 얻을 수 있다.
일 실시예에 있어서, 회전로 반응기는 폐고체를 열분해하여 부생가스 및 무해화 시료를 생성하는 회전체(100), 입자 형태의 폐고체를 회전체(100) 내부로 공급하는 폐고체 공급부, 불활성 가스가 공급되는 가스유입구(210), 폐고체가 열분해되어 생성된 부생가스를 배출하는 부생가스 배출부, 폐고체가 열분해되어 생성되는 무해화 시료를 배출하는 시료 배출부 및 회전체(100) 외주면에 복수개가 위치되어 회전체(100)에 열을 공급하는 가열부를 포함할 수 있다.
폐고체 공급부는 분쇄 장치로부터 입자 형태의 폐고체를 공급받아 회전체(100) 내부로 공급하는 구성으로, 회전체(100) 측면에 구비될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 폐고체 공급부는 분쇄 장치로부터 입자 형태의 폐고체를 공급받는 호퍼 및 폐고체를 회전체(100) 내부로 이동시키는 이동부를 포함할 수 있다.
호퍼는 이동부의 일측과 결합되어 구비될 수 있다. 호퍼는 이동부와 접하는 방향으로 갈수록 접진적으로 좁아지는 형태를 포함할 수 있으나, 폐고체를 공급받을 수 있으면 형태는 한정하지 않는다.
이동부는 폐고체를 수평 방향으로 이동시킬 수 있다. 여기서, 수평 방향은 회전로 반응기(1)의 축방향, 또는 회전체(100) 내에서 폐고체의 이동방향과 수평되는 방향을 의미할 수 있다.
따라서, 이동부는 이동부의 외형을 결정짓는 몸체 내부에 하나 이상의 스크류를 포함할 수 있다. 여기서, 스크류는 회전체 외주면에 날개가 구비된 형태를 포함할 수 있다. 또는, 이동부는 몸체 내부에 컨베이어 밸트가 포함될 수 있다. 그러나, 이동부는 폐고체를 수평 이동시킬 수 있다면 그 형태는 한정하지 않는다.
폐고체 공급부는 폐고체 공급량을 조절하는 조절부(도시되지 않음)를 더 포함할 수 있다. 조절부는 하나 이상의 밸브를 포함할 수 있다. 여기서, 밸브는 게이트 밸브, 버터플라이 밸브, 로터리 밸브 등을 포함할 수 있다. 그러나, 조절부는 폐고체의 공급량을 조절할 수 있으면 그 형태는 한정하지 않는다.
가스유입구(210)는 회전로 반응기(1) 내부로 불활성 가스를 공급하여 저산소 또는 무산소 분위기로 조절하는 구성이다. 여기서, 무산소 분위기는 산소 농도가 0 vol%인 분위기를 포함하고, 저산소 분위기는 산소 농도가 21 vol% 이하인 분위기를 포함한다. 예를 들어, 무산소 분위기 또는 저산소 분위기는 질소 분위기, 불활성 분위기 및 진공 분위기를 포함할 수 있다.
부생가스 배출부는 폐고체의 열분해 시간을 증가시키기 위해 가스유입부(210)와 대향되는 방향에 형성될 수 있다. 여기서, 대향되는 방향은 회전로 반응기(1)의 축방향과 수직되는 방향을 기준으로 대향되는 방향을 의미한다.
아울러, 부생가스 배출부를 통해 부생가스가 배출될 때, 부생가스와 함께 불활성 가스도 배출될 수 있다.
시료 배출부는 가열부가 형성되지 않은 회전체(100)의 외주면에 형성될 수 있다. 폐고체 공급부는 회전체(100)의 일단부에 위치될 수 있고, 시료 배출부는 본체의 타단부에 위치될 수 있다. 또는, 회전로 반응기(1)의 길이 방향을 기준으로 폐고체 공급부와 대향되는 방향에 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 회전로 반응기(1)는 회전체(100) 외면에 각각 가열부가 위치되어, 동일한 열이 가해지거나, 각 온도 구간의 온도를 서로 상이하게 조절할 수 있다.
회전체(100)가 회전됨으로써 폐고체가 폐고체 공급부에서 시료 배출부로 이동할 수 있고, 회전로 반응기(1)는 공급과 배출이 연속적으로 진행되어 공급되는 폐고체 양과, 배출되는 폐고체 양이 일정하게 유지되는 연속식이거나, 한번에 공급된 폐고체가 모두 배출될 때가지 진행되는 배치식일 수 있다.
회전로 반응기(1)는 냉각 장치를 더 포함할 수 있다.
냉각 장치는 연속식 회전로 반응기의 시료 배출부에서 배출되는 무해화 시료를 공급받아 냉각시키는 것이다.
무해화 시료는 회전로 반응기(1)에서 완전히 분해 및 제거되지 못한 독성이 잔존할 수 있으며, 일부만 분해된 독성은 이후 다시 재합성될 수 있다. 따라서, 이와 같은 재 합성을 방지하기 위해서는 미분해 독성이 잔존할 수 있는 무해화 시료를 냉각시켜, 재 합성에 필요한 에너지를 제거하는 것이 바람직하다.
따라서, 냉각 장치는 무해화 시료는 100℃ 이하로 냉각시킬 수 있다. 무해화 시료가 100℃를 초과할 경우, 미분해 독성이 재 합성에 필요한 에너지를 이용해 재 합성되는 문제가 발생할 수 있다.
아울러, 무해화 시료는 시료 배출부에서 냉각 장치로 중력에 의해 이동될 수 있다. 다른 실시예에 따른 폐고체 처리시스템은 분쇄 장치에서부터 냉각 장치까지 폐고체 및 무해화 시료가 연속적으로 이동할 수 있다.
회전로 반응기(1)는 냉각 장치, 응축세정기 및 활성탄 필터를 더 포함할 수 있다.
응축세정기는 회전로 반응기에서 생성되는 부생가스에 포함된 일부 독성 성분을 제거하는 구성으로, 부생가스를 응축하는 응축부 및 부생가스를 세정하는 세정부 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
즉, 응축세정기는 부생가스 및 부생가스에 포함된 독성 성분을 액화할 수 있고, 따라서, 부생가스가 액화되어 생성되는 액체 생성물은 전처리 장치로 재 공급될 수 있다.
응축부는 부생가스를 1차 액체화하는 구성으로, 부생가스가 회전로 반응기(1)에서 세정부로 이동하는 동안 부생가스의 온도를 감소시키거나, 부생가스가 이동하는 유로의 내부 압력을 증가시켜 액체화할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 응축부는 유로 내부로 냉각수 또는 냉각 기체를 분사하여 부생가스의 온도를 감소시킬 수 있다. 또는, 응축부는 냉각수 또는 냉각 기체가 유로 외주면을 감싸는 자켓형태로 구비될 수 있다.
세정부는 부생가스를 액체화한 액체 생성물에 포함된 독성 성분을 포집하는 것으로, 독성 성분이 제거된 가스가 발생될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 세정부는 한 개 이상의 수용액 형태의 세정액을 포함할 수 있다. 예를 들어, 수용액 형태의 세정액은 톨루엔(toluene), 염기성 물질 (예를 들어, 수산화나트륨(NaOH)) 등을 포함할 수 있다. 톨루엔 세정액은 액체 생성물에 포함된 유기 화합물을 포집할 수 있고, 염기성 세정액은 산성 성분을 포집할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태 및 다른 실시상태에 따른 폐고체 처리시스템은 필터(도시되지 않음)가 더 포함될 수 있다.
액체 생성물은 세정액과 반응 후 독성 성분이 제거된 가스가 생성될 수 있다. 필터는 회전로 반응기(1)에서 배출되는 부생가스 또는 응축세정기에서 배출되는 가스에 포함된 유해 화합물을 제거할 수 있다. 따라서, 필터는 회전로 반응기(1)로에서 부생가스가 배출되는 부생가스 배출부 및 응축세정기의 세정부에서 생성되는 가스가 배출되는 경로 중 어느 하나 이상에 구비될 수 있다.
본 발명의 다른 실시상태에 따른 폐고체 처리시스템은 부생가스가 필터를 통해 응축부 또는 세정부로 공급될 수 있다.
본 명세서의 다른 실시상태는 내부가 빈 회전체, 및 상기 회전체의 외측면의 둘레에 구비되며 상기 회전체를 지지하는 지지부를 포함하는 회전로 반응기를 사용하는 폐고체 처리공정으로서,
상기 폐고체 처리공정은,
상기 회전로 반응기 내로 폐고체를 공급하는 단계,
상기 공급된 폐고체를 열분해하여 부생가스 및 무해화 시료를 생성하는 단계, 및
상기 지지부로부터 상기 회전체 내로 가스를 공급하여 상기 생성된 부생가스의 흐름을 제어하고 배출시키는 단계를 포함하는 것인 폐고체 처리공정을 제공한다.
폐고체 처리 공정은 회전로 반응기 또는 폐고체 처리 시스템 중 중복된 구성의 설명을 인용할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따른 처리 방법이 적용되는 폐고체는 함수율이 60 wt% 이상이고, 90 wt% 이하, 또는 80 wt% 이하일 수 있다. 상기 폐고체는 주로 폐고체를 연소한 후 소각재에 소량 잔류하는 독성 성분 또는 토양 대비 매우 높은 독성 성분의 농도를 가지고 있다. 상기 폐고체는 pH 5 내지 10이다. 본 발명의 실시상태들에 따른 처리 방법이 적용되는 폐고체는 독성 농도가 10,000-200,000 pg I-TEQ/g인 초고독성의 폐고체다. 특히, 상기 폐고체는 독성물질의 분포(Dioxin’s Congener)가 일반적인 소각재 또는 토양과는 매우 다르며, 구체적으로 염소치환도가 8인 OCDF 및 OCDD의 비율이 매우 높다. 구체적으로, 상기 폐고체에 포함되어 있는 독성 PCDF(polychlorinated dibenzofuran) 및 PCDD(polychlorinated dibenzodioxin) 중 OCDF(octachlorinated dibenzofuran) 및 OCDD(octachlorinated dibenzodioxin)의 함량이 90 wt% 이상이다. 또한, 상기 폐고체는 함수율 1 wt% 이하의 건조 시료 기준 Cu의 함량이 0 ppm 내지 10,000 ppm일 수 있다. 또한, 상기 폐고체는 함수율 1 wt% 이하의 건조 시료 기준 Cl의 함량이 0 ppm 내지 100,000 ppm일 수 있다. 상기 폐고체는 석유화학공정 부산물로 발행되는 폐수슬러지일 수 있다.
예를 들어, 소각재에 주로 적용되는 열분해법을 상기와 같은 초고폐고체에 적용할 경우, 높은 함수량, 높은 독성 농도, OCDF/OCDD 비율 등으로 인하여 독성 제거 효율이 낮거나 오히려 더 증가할 가능성이 있다. 또한, 오염된 토양에 주로 적용되는 열탈착 및 고온소각법을 적용할 경우, 폐고체에 많이 포함된 OCDF 및 OCDD의 높은 끓는점으로 인하여, 기존 운전 온도에서 독성제거가 잘 되지 않거나, 고온 사용으로 인하여 에너지 소모가 증가될 수 있으며, 해당 기술은 1차 열처리 단계에서 독성 시료에 있는 고농도 독성 성분을 주로 증발시키고 고온소각로(2차 열처리)에서 파괴하게 함으로써, 소각로의 운영 부담 및 독성 성분의 배출 규제 준수가 어려울 수 있는 단점이 있다.
일 실시상태에 따르면, 상기 열처리 단계 후의 독성 제거율이 80% 이상, 바람직하게는 85% 이상, 더욱 바람직하게는 90% 이상이다.
상기 독성 제거율은 하기와 같이 계산될 수 있다.
독성제거율(%)={(초기 시료[함수율 1wt% 기준] 독성 농도 × 시료 질량) - (부생가스 내 독성 총량)} / (초기 시료[함수율 1wt% 기준] 독성 농도 × 시료 질량) × 100
부생가스 내 독성 총량은 열처리 단계에서 발생하는 부생가스 전량을 톨루엔 또는 헥산과 같은 유기용매를 이용하여 포집한 후 독성 성분의 량을 분석한 것이다.
본 발명의 실시상태에 따른 처리 방법이 적용되는 폐고체는 석유화학공정 부산물로 발생되는 폐수슬러지일 수 있다. 석유화학공정으로부터 유래된 독성 성분은 반응 후반부의 응축공정에서 발생하는 응축수에 섞여 오염 폐수로 배출된다. 이 때 배출되는 폐수랑은 시간당 수십톤 수준이다. 상기 폐수는 합성 과정 및 정제 과정 중에 발생하는 염소계 중질류(Heavies) 물질을 소각후 배출하는 소각로 폐수와 혼합될 수 있다. 소각로 폐수에도 독성 성분이 포함될 수 있다.
일 실시상태에 따르면, 상기 열분해 단계 전에 독성 폐수에 응집제를 투입하고, 부상조에서 고체와 액체를 분리하고 탈수 단계를 거쳐 독성 폐고체를 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기와 같은 단계를 수행하는 경우, 독성 성분은 물에 대한 용해도가 매우 낮기 때문에 주로 고상으로 모이게 된다. 따라서, 부상조를 통한 폐수의 처리는 대부분의 독성 성분을 독성 폐고체에 잔류시킬 수 있다. 독성 성분의 폐고체화를 용이하기 위하여, 부상조에서 고체와 액체를 분리하기 전에 폭기 처리, 침전 처리 등을 수행할 수 있다. 또한, 1차 부상 처리 후 추가적인 2차 부상 처리를 할 수 있으며, 이에 의하여 폐수 내 독성 성분의 잔류량을 최소화할 수 있다.
전술한 바와 같이 부상조에서 분리된 고상은 함수율이 95% 이상이므로 추가적인 탈수 단계를 거칠 수 있다. 부상조 및 기타 폐수 처리를 통해 기존의 오염 폐수에 포함되어 있던 독성 성분은 대부분 고상 물질로 이동한 상태이다. 상기 탈수 단계는 폐고체 중의 함수율을 30 wt% 내지 80 wt%로 조절하도록 수행될 수 있다. 탈수 방법으로는 특별히 한정되지 않지만, 필터 프레스(Filter press), 스크류 프레스(Screw press), 원심분리 또는 디켄터(Decanter)를 이용하여 주로 수행될 수 있다.
본 발명의 실시상태에 따른 처리 방법은 상기 탈수 단계에서 발생하는 탈수 여액을 상기 부상조 또는 독성 폐수 처리 방법의 앞단부에 재투입하는 단계를 더 포함할 수 있으며, 이에 의하여 부상조에서 재처리되도록 할 수 있다. 최종적으로는 미세 필터를 이용하여 고상 성분이 걸려지게 할 수 있다.
위와 같은 방법을 통하여 얻어진 폐고체는 함수율이 30-80 wt% 수준이며, 독성 농도가 10,000-200,000 pg I-TEQ/g 범위로 매우 고농도이다. 또한, 독성 PCDF 및 PCDD 중 OCDF 및 OCDD가 90 wt% 이상을 차지한다. 상기 폐고체는 젖은 분말 형태로 배출되거나, 필터 프레스 기계를 이용해 압착된 케이크 형태로 배출될 수 있다.
상기 폐고체는, 수분을 제외하면 유기물/무기물의 비율은 중량 기준으로 3:7 내지 7:3, 구체적으로 4:6 내지 6:4, 예컨대 1:1로 포함하는 것일 수 있다. 상기 유기물/무기물의 비율은 전술한 부상조 처리 단계, 응집 단계 또는 부상 단계에서 투입되는 약품의 종류 또는 투입량에 따라 달라질 수 있다.
일 실시상태에 따르면, 상기 처리 방법은 필요에 따라 폐고체를 건조하는 단계를 더 포함할 수 있다. 건조에 의해, 폐고체는 대부분의 수분이 제거되고 입자 형태를 띠게 된다. 구체적으로, 입자 형태의 폐고체의 함수율은 25% 이하이다. 이와 같은 처리에 의하여, 폐고체에의 열전달을 더 효과적으로 할 수 있게 하여, 본 발명의 특징인 낮은 승온 속도에 의한 열처리와 맞물려 더 높은 독성 제거 효율을 보일 수 있다. 건조 방법으로는 특별히 한정되지 않지만, 스크류 (Screw) 건조기, 패들(Paddle) 건조기, 벨트(Belt) 건조기, 디스크(Disk) 건조기, 회전식(Rotary) 건조기, 입형다단식 건조기, Cyclone 건조기, 등이 적용될 수 있다.
상기 건조 단계에 의하여 폐고체 중의 함수율을 감소시킬 수 있으며, 이에 의하여 후술하는 열처리 단계에서 독성 성분의 제거 효율 및 에너지 효율을 높일 수 있다. 상기 건조 단계는 상기와 같은 함수율을 조절할 수 있도록 하는 방식, 조건 및 시간으로 수행될 수 있으며, 특별히 한정되지 않는다. 예컨대, 상온 보다 높고 열처리 단계의 온도 보다 낮은 온도에서 폐고체를 방치함으로써 수행될 수 있다. 건조 온도의 조절 및 함수율의 조절은 공지된 방법을 이용하여 수행될 수 있으며, 건조에 사용되는 일반적인 장치를 이용하여 수행될 수 있다.
일 실시상태에 따른 폐고체 처리 방법은 폐고체 입자를 분쇄하는 단계를 포함한다. 예컨대, 상기 분쇄하는 단계의 분쇄는 일반적인 분쇄기를 이용하여 수행될 수 있으며, 구체적으로 핀 밀(Pin mill), 해머 밀(Hammer mill), 스크류 밀(Screw mill), 롤 밀(Roll mill), 디스크 밀(Disc mill) 또는 조그 밀(Jog mill) 등을 이용할 수 있으나, 상술한 예에 본 발명이 한정되는 것은 아니다. 이때, 분쇄기는 필터, 메쉬 등을 구비하여, 분쇄를 통해 일정 크기 이하로 작아진 폐기물 입자와 분쇄가 더 필요한 입자를 구분할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 폐고체 입자를 회전로 반응기에 넣고, 반응 온도 300℃ 이상, 반응 온도 300 ℃ 내지 600 ℃, 반응 시간 10시간 이하 수준의 열처리를 수행함으로써 독성 성분의 탈염소화 및 열파괴 기작으로 독성 성분을 제거할 수 있다. 일 예에 따르면, 상기 열처리 단계는 30분 이상 10시간 이하의 시간 동안 수행될 수 있다.
상기 열처리 단계에서의 열분해된 폐고체 입자의 잔류 독성이 3,000 pg I-TEQ/g 이하, 바람직하게는 1,500 pg I-TEQ/g 이하, 바람직하게는 1,000 pg I-TEQ/g 이하, 더욱 바람직하게는 100 pg I-TEQ/g 이하이다. 상기 열처리 단계 후에는 수분 및 유기물 감소로 인해 전체 질량이 70 wt% 이하 수준으로 감소될 수 있다. 또한, 상기 열처리 단계에 OCDF가 대부분 탈염소화 또는 열분해된다. 상기 열처리 단계에서 발생하는 부생가스에 포함된 독성 PCDF의 평균 염소 치환도가 4 내지 8, 바람직하게는 4 이상 8미만, 더욱 바람직하게는 5 이상 7.7 이하일 수 있다. 예컨대, 반응 조건이 질소 분위기일 때, 부생가스에 포함된 PCDF의 평균 염소치환도는 5 내지 6 수준일 수 있다. 이에 의하여, OCDF가 다량 포함되어 있는 경우에 비하여 부생 가스의 후처리 방법에서 보다 용이하게 잔류 독성 성분을 제거할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태의 폐고체 처리공정에 있어서, 상기 연속식 회전로 반응기로부터 배출된 상기 무해화 시료를 냉각시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 추가의 실시상태에 따르면, 상기 처리 방법은 상기 열처리 단계에서의 발생하는 부생가스로부터 독성 성분을 제거하는 단계를 더 포함한다. 전술한 열처리 단계 중 탈염소화된 일부 독성 성분이 열처리시 발생하는 부생가스에 포함되어 시료 밖으로 배출될 수 있다. 따라서, 부생가스 중 잔류하는 독성 성분을 추가로 제거하는 단계를 포함할 수 있다.
일 예에 따르면, 상기 부생가스로부터 독성 성분을 제거하는 단계는 고온 소각 단계, 액화 후 리턴하여 고온 소각하는 단계, 스크러빙 또는 액화 후 폐수처리장 재투입 단계, 집진하는 단계 및 촉매 분해하는 단계 중에서 선택되는 단계를 포함할 수 있다. 이와 같은 단계를 통하여 잔존하는 독성 성분이 이산화탄소나 물과 같은 무해한 저분자 화합물로 전환될 수 있다. 이들 단계에서는 열처리 단계에서 발생한 부생 가스 이외에 공기 또는 산소를 함께 투입될 수 있다.
상기 부생가스로부터 독성 성분을 제거하는 단계는 온도 900℃ 내지 1,200℃, 바람직하게는 1,000℃ 내지 1,200℃에서 수행될 수 있다. 처리 시간은 필요에 따라 결정될 수 있으며, 예컨대 5분 내지 60분 수행될 수 있다.
선행하는 열처리 단계에서 OCDF의 대부분이 탈염소화, 열파괴 또는 촉매 산화에 의하여 제거된다. 예컨대, 반응 조건이 질소 분위기일 때, 부생가스 중의 PCDF의 평균 염소치환도가 6 이하일 수 있다. 이와 같은 부생가스는 OCDF를 다량 포함하는 부생가스 대비 낮은 끓는 점을 갖기 때문에, 이후 잔류 독성 성분 제거를 위한 고온 소각로로의 이송이 용이하다.
상기와 같은 후공정에서 독성 성분들을 최종 분해함으로써 최종 독성 제거율을 99% 이상으로 달성할 수 있다.
상기 부생가스로부터 독성 성분을 제거하는 단계 이후에, 필요에 따라 가스를 냉각하는 단계를 더 포함할 수 있다. 냉각에 의하여 열에너지를 제거함으로써, 독성 성분이 완전히 분해되지 못한 경우, 이들이 다시 독성 성분으로 재합성되는 것을 방지할 수 있다. 상기 냉각은 일반적으로 사용되는 방법, 예컨대 냉각수를 이용하는 방법을 통해 수행될 수 있으며, 재합성을 최대한 억제하기 위해 급속 냉각인 것이 바람직하다.
일 실시상태에 따르면, 상기 처리 방법은 상기 부생가스를 스크러버에 통과시키는 스크러빙 단계 및/또는 상기 부생가스를 집진기에 통과시키는 집진 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 스크러빙 단계 및 상기 집진 단계는 어느 하나만 포함되거나, 둘 모두 포함될 수 있다.
상기 스크러빙 단계에서 사용되는 스크러버는 유기 가스를 제거하기 위한 유기 용매 스크러버와 산성 가스를 제거하기 위한 염기 용액 스크러버 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 부생가스는 유기 용매 스크러버를 통과한 뒤 염기 용액 스크러버를 통과하는 것일 수 있다. 상기 유기 용매 스크러버로는 톨루엔 스크러버를 사용할 수 있으며, 염기 용액 스크러버로는 수산화나트륨 스크러버를 사용할 수 있다.
상기 집진 단계에서 사용되는 집진기는 백필터 등을 포함하는 것일 수 있다.
상기 스크러빙 단계와 상기 집진 단계가 모두 포함되는 경우, 그 순서는 특별히 제한되지 않으며, 부생가스를 집진기에 통과시킨 후, 스크러버에 통과시키거나, 부생가스를 스크러버에 통과시킨 후 집진기에 통과시킬 수 있다. 유해 가스의 제거 관점에서 스크러버와 집진기 중 집진기에 먼저 통과시키는 것이 더 바람직할 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
1: 회전로 반응기
100: 회전체
110: 돌출부
120: 통로
200: 지지부
210: 가스유입구
220: 가스수용부
230: 돌출부 이동 라인
240: 관통홀
250: 체크밸브
270: 지지링
100: 회전체
110: 돌출부
120: 통로
200: 지지부
210: 가스유입구
220: 가스수용부
230: 돌출부 이동 라인
240: 관통홀
250: 체크밸브
270: 지지링
Claims (12)
- 내부가 빈 회전체, 및
상기 회전체의 외측면의 둘레에 구비되며 상기 회전체를 지지하는 지지부를 포함하며,
상기 회전체는 상기 회전체의 외부로 돌출된 돌출부, 및 상기 회전체의 내부로부터 상기 돌출부의 표면까지 이어지는 통로를 포함하고,
상기 지지부는 가스유입구, 상기 가스유입구로부터 유입된 가스를 수용하는 가스수용부, 상기 회전체의 돌출부가 상기 회전체의 회전과 함께 회전할 수 있도록 상기 회전체에 대향하는 면에 구비된 돌출부 이동 라인, 및 상기 가스수용부로부터 상기 돌출부 이동 라인까지 관통된 관통홀을 포함하며,
상기 회전체의 돌출부가 상기 돌출부 이동 라인을 따라 회전하면서, 상기 회전체의 통로와 상기 관통홀이 연결될 때 상기 가스수용부에 수용된 가스가 상기 통로를 통해 상기 회전체 내부로 이동하는 것인 회전로 반응기. - 청구항 1에 있어서, 상기 지지부는,
상기 가스유입구로부터 상기 가스수용부까지 유입된 가스가 지나는 유로 중 어느 한 곳에, 상기 가스수용부에 유입된 가스가 상기 가스유입구로 역류하지 않도록 구비된 체크밸브를 더 포함하는 회전로 반응기. - 청구항 1에 있어서, 상기 가스수용부 내 수용된 가스의 압력이 상기 회전체의 내부 기체 압력보다 높은 것인 회전로 반응기.
- 청구항 1에 있어서, 상기 가스수용부 내 수용된 가스의 압력은 상기 회전체의 내부 기체 압력보다 0 bar 초과 10 bar 이하로 높은 것인 회전로 반응기.
- 청구항 1에 있어서, 상기 가스수용부 내 수용된 가스의 압력을 제어하는 제어부를 더 포함하는 회전로 반응기.
- 청구항 1에 있어서, 상기 회전체의 회전 속도는 0 Hz 초과 300 Hz 이하인 것인 회전로 반응기.
- 청구항 1에 있어서, 상기 지지부는, 상기 지지부의 내측에, 상기 회전체의 외측면의 둘레에 따라 구비된 지지링을 더 포함하고,
상기 지지링의 두께 방향을 따라 상기 관통홀이 형성된 것인 회전로 반응기. - 청구항 1에 있어서, 상기 관통홀은 1개 이상 구비되는 것인 회전로 반응기.
- 청구항 1에 있어서, 상기 통로는 상기 회전체의 외측면의 둘레를 따라 1개 이상 구비되는 것인 회전로 반응기.
- 청구항 1 내지 9 중 어느 한 항에 따른 회전로 반응기를 포함하는 폐고체 처리시스템.
- 청구항 10에 있어서, 상기 회전로 반응기는 상기 회전로 반응기 내로 공급된 폐고체를 열분해하여 부생가스 및 무해화 시료를 생성하는 것인 폐고체 처리시스템.
- 내부가 빈 회전체, 및 상기 회전체의 외측면의 둘레에 구비되며 상기 회전체를 지지하는 지지부를 포함하는 회전로 반응기를 사용하는 폐고체 처리공정으로서,
상기 폐고체 처리공정은,
상기 회전로 반응기 내로 폐고체를 공급하는 단계,
상기 공급된 폐고체를 열분해하여 부생가스 및 무해화 시료를 생성하는 단계, 및
상기 지지부로부터 상기 회전체 내로 가스를 공급하여 상기 생성된 부생가스의 흐름을 제어하고 배출시키는 단계를 포함하는 것인 폐고체 처리공정.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020220060917A KR20230161198A (ko) | 2022-05-18 | 2022-05-18 | 회전로 반응기, 이를 포함하는 폐고체 처리시스템 및 폐고체 처리공정 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020220060917A KR20230161198A (ko) | 2022-05-18 | 2022-05-18 | 회전로 반응기, 이를 포함하는 폐고체 처리시스템 및 폐고체 처리공정 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20230161198A true KR20230161198A (ko) | 2023-11-27 |
Family
ID=88968025
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020220060917A KR20230161198A (ko) | 2022-05-18 | 2022-05-18 | 회전로 반응기, 이를 포함하는 폐고체 처리시스템 및 폐고체 처리공정 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20230161198A (ko) |
-
2022
- 2022-05-18 KR KR1020220060917A patent/KR20230161198A/ko active Search and Examination
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